Condicionamento de Sementes

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CONDICIONAMENTO DE SEMENTES
Julio Marcos-Filho 
TECNOLOGIA DE SEMENTES
DEPTO. DE PRODUÇÃO VEGETAL – USP/ESALQ
Principal Missão da Pesquisa em Tecnologia de Sementes:
Desenvolvimento de tecnologia dirigida à produção e 
comercialização de lotes de sementes de alta qualidade
3
TECNOLOGIA DE SEMENTES
Um dos objetivos básicos: garantir o rápido estabelecimento de um
estande uniforme, como base para obtenção de produções
elevadas por unidade de área
4
Máximo potencial fisiológico maturidade
Início da deterioração
Controvérsia:
É possível reverter os efeitos da deterioração de sementes individuais?
5
2
100
80
TEMPO
Curva de perda da viabilidade da semente (Powell, 1986)
FASE 1 FASE 2 FASE 3
A
B
?
6
G
ER
M
IN
A
Ç
Ã
O
 (%
)
Se não é possível recuperar indivíduos, a pesquisa tem
procurado desenvolver procedimentos que permitam
uniformizar o desempenho ou realçar determinadas
características do LOTE DE SEMENTES
Há alternativa (s) ?
7
Expressão que procura definir um conjunto de técnicas ou
procedimentos aplicados a lotes de sementes, entre a colheita e a
semeadura, visando realçar as características de um lote de sementes
ou favorecer seu desempenho, tanto em campo como durante o
armazenamento
Inclui: beneficiamento, aplicação de materiais de cobertura,
condicionamento fisiológico, tratamento químico, físico
ou biológico não são excludentes
8
Seed enhancement
Conjunto de procedimentos disponíveis para favorecer a
germinação, a sanidade, o desenvolvimento das plântulas,
interferir nas relações semente/ambiente, aprimorar as
características físicas do lote e promover a incorporação de
materiais às sementes antes da semeadura
CONDICIONAMENTO
10
3
CONDICIONAMENTO FISIOLÓGICO (Priming)
Desempenho da semente: histórico + ambiente após a semeadura
(condições ótimas x sub-ótimas)
Sintomas característicos do declínio do potencial fisiológico:
- maior período de tempo entre a semeadura e o início da germinação
- redução da velocidade de germinação
- maior intervalo entre a germinação da “primeira” e a da “última” semente
da população: desuniformidade de germinação
11
A sensibilidade a condições adversas se acentua com o 
progresso da deterioração ESTANDE 12
Te
or
 d
e 
Á
gu
a 
(%
)
Período de Embebição
I II III
Alterações no padrão de hidratação de sementes durante a germinação (A) e o condicionamento
fisiológico (B). Há três fases de embebição durante a germinação, mas durante o condicionamento
fisiológico, as sementes não ultrapassam a fase II.
A
B
CONDICIONAMENTO FISIOLÓGICO
Hidratação controlada de uma amostra ou de um lote de sementes, incentivando
o metabolismo durante as fases I e II da embebição, sem permitir a protrusão da
raiz primária
14
CONDICIONAMENTO FISIOLÓGICO
Ativam-se a digestão, translocação e assimilação das
reservas, de modo que as sementes da população passem a
apresentar estado metabólico semelhante quando o acesso
à água é interrompido
15
4
Condicionada Não Condicionada
Plântulas de alface com três dias de idade, provenientes de sementes
condicionadas fisiologicamente (A) e não condicionadas (B) (McDonald, 2000).
Germinação das sementes tratadas: mais rápida e plântulas com desenvolvimento uniforme
A B
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CONDICIONAMENTO FISIOLÓGICO
Conhecimentos necessários:
- Padrão de hidratação sob vários potenciais hídricos e temperaturas: 
Base para a ativação adequada e estabelecimento do protocolo
Combinação potencial hídrico / temperatura / período de 
condicionamento
- Tolerância à desidratação: 
Estabelecer momento propício para interrupção da hidratação
(evitar prematuro ou tardio)
META: UNIFORMIZAÇÃO DO DESEMPENHO
17
CONDICIONAMENTO FISIOLÓGICO
Evolução do conhecimento
Grande impulso: Heydecker et al. (1975):
“Invigoration of seeds?”
Embebição de sementes de cebola em soluções de PEG (-1,1 a -1,2 MPa): 
benefício à velocidade de germinação
Primeiras pesquisas: Kidd e West (1919)
embebição com quantidade limitada de água e rapidez de germinação
22
Villiers e Edgcumbe (1973):
períodos intermitentes de embebição e de desidratação
podem reduzir acentuadamente a taxa de deterioração
de sementes de alface
CONDICIONAMENTO FISIOLÓGICO
23
5
5
15
25
2 12104 5 6 8
Armazenamento (meses)
A
be
rr
aç
õe
s 
cr
om
os
sô
m
ic
as
 (%
)
Secas
Embebidas
Villiers e Edgcumbe (1973) 24
FORNECIMENTO DE ÁGUA ÀS SEMENTES
Hidratação não é uniforme: entrada gradativa de água e “frente de
umedecimento”
Hidratação não monitorada: plena disponibilidade de água  embebição
direta ou atmosfera úmida
Quantidade captada é governada pela afinidade dos tecidos da
semente e a água
Hidratação controlada: potencial hídrico é pré-estabelecido  uso de
substâncias químicas, papel, partículas sólidas umedecidas ou
adição de quantidades conhecidas de água
26
Embebição Ativação Crescimento
Embebição CrescimentoSecagem 
e
Armazenamento
Te
or
 d
e 
ág
ua
 d
as
 s
em
en
te
s
Sementes embebidas em água
Condicionamento
e armazenamento
Sementes embebidas 
lentamente
Embebição Ativação Bloqueio do
Crescimento
Tempo
27
FORNECIMENTO DE ÁGUA ÀS SEMENTES
- ATMOSFERA ÚMIDA
Princípio: trocas de vapor d’água entre a semente e o ar atmosférico 
até atingir o equilíbrio higroscópico
28
6
FORNECIMENTO DE ÁGUA ÀS SEMENTES
- ATMOSFERA ÚMIDA
Conhecimento necessário: teor de água inicial e o desejado,
temperatura e umidade relativa do ambiente
Problemas: umedecimento lento  deterioração; temperatura
inadequada, desuniformidade de umedecimento, proliferação
de microrganismos, possibilidade de condensação de água
na superfície das sementes
29
FORNECIMENTO DE ÁGUA ÀS SEMENTES
- ATMOSFERA ÚMIDA
Cuidado especial: manutenção de temperatura constante
A 15oC: U.R. = 99,0%  potencial hídrico = - 0,15 MPa
U.R. = 90,0%  potencial hídrico = - 1,5 MPa
30
A 17oC: 
Resultados de tratamentos condicionadores em sementes de soja (Knypl e Khan)
Osmocondicionamento
Atmosfera 
úmidaTestemunhaParâmetro
59,521,59,5Teor de água (%)
170190350Condutividade 
elétrica (S.cm-1)
3,63,57,6Velocidade de 
germinação (dias)(†)
12,512,45,1Comprimento 
plântulas (cm)(‡)
(†) Período para germinação de 50% das sementes da amostra, a 20oC
(‡) Avaliação aos 10 dias após a semeadura
30A
- IMERSÃO EM DIRETA EM ÁGUA
30B
7
FORNECIMENTO DE ÁGUA ÀS SEMENTES
CONDICIONAMENTO MÁTRICO
Matricondicionamento: hidratação das sementes misturadas com material
sólido + água, em proporções planejadas
Materiais utilizados: vermiculita, areia, argila calcinada, silicato de cálcio
sintético (Micro-Cel)
Características desejáveis:
- alta capacidade de retenção de água
- insolúvel em água e estabilidade física
- quimicamente inerte e não tóxico
- ampla superfície de exposição
- facilidade de manejo
- não interferir na aeração 34
FORNECIMENTO DE ÁGUA ÀS SEMENTES
CONDICIONAMENTO OSMÓTICO
Hidratação controlada em solução aquosa de agente osmótico: polielileno glicol
(6000 ou 8000), sais inorgânicos (NaCl; KNO3; MgSO4; MgCl2; KH2PO4) ou
outras substâncias solúveis em água (manitol, glicerol), até que seja
alcançado o equilíbrio entre os potenciais hídricos das sementes e da solução
Polietileno glicol  polímero de alto peso molecular, não tóxico, não penetra
nas células
Problema com PEG  possível necessidade de aeração artificial 
Concentração fórmula de Michel & Kaufmann: potencial e temperatura
35
Po = (1,18.10-2)C – (1,18.10-4 C2) + (2,67.10-4)CT + + (8,39.10-7)C2T
Michel e Kaufmann (1973)
Po = potencial osmótico desejado (em atm ou bar)
C = concentração de PEG 6000/kg de água (ou kg / l de água)
T= oC
1 atm ou bar = 0,1 MPa
Tabelas para PEG 6000 (Villela et al., 1991) e para PEG 8000 (Villela e Beckert, 2001)
36
FORNECIMENTO DE ÁGUA ÀS SEMENTES
CONDICIONAMENTO OSMÓTICO
Procedimento
Período: 2 a 21 dias
Potencial da solução: - 0,5 a – 2,0 MPa
Temperatura: 15 a 25 oC
> temperatura
> temperatura
> concentração
< período
> concentração
> período
38
8
Equipamento comercial para condicionamento osmótico (Bradford)39
FORNECIMENTO DE ÁGUA ÀS SEMENTES
HIDROCONDICIONAMENTO PELO MÉTODO DO TAMBOR
Distribuição de quantidades conhecidas de água, para que as sementes
atinjam teores de água pré-determinados
Água pode ser adicionada de uma só vez ou parceladamente
Duração do tratamento depende da capacidade de captação de água
pelas sementes e do teor de água desejado
Não aplicar em excesso: evitar presença de água livre na superfície
das sementes entre dois ciclos subsequentes
40
MÉTODO DO TAMBOR
41 Protótipo de “tambor” para condicionamento fisiológico de sementes
Tambor
TanqueSolenóide
Cronômetros
Motor
42
9
Francisco G. Gomes Junior 43
Sementes úmidas, 
no início do 
tratamento
45
Sementes “secas”, 
ao final do 
tratamento
46 (Bradford) 47
10
48
EFEITOS DO CONDICIONAMENTO FISIOLÓGICO
ALTERAÇÕES METABÓLICAS
- Mecanismos de reparo do sistema de membranas
- Acréscimo da síntese de DNA e RNA
- Acréscimo da síntese e atividade de enzimas
- Incentivo à produção de ATP
- Redução da peroxidação de lipídios
- Síntese e liberação mais rápida de giberelinas pelo embrião
49
(Bradford) 53
EFEITOS DO CONDICIONAMENTO FISIOLÓGICO
ALTERAÇÕES FISIOLÓGICAS
- Germinação mais rápida (menor exposição ao ambiente)
20
40
60
1 9 17135
G
er
m
in
aç
ão
 (%
)
Dias após a semeadura pós-condicionamento
condicionadas
não tratadas
Cebola: PEG, - 1,0 MPa, 10 oC (Heydecker) 54
11
INCOTEC
Condicionamento pimentão
56
EFEITOS DO CONDICIONAMENTO FISIOLÓGICO
- Maior tolerância a estresses após a semeadura
58
ALTERAÇÕES FISIOLÓGICAS
Germinação de dois lotes de sementes condicionadas de cenoura expostas a
temperaturas supra-ótimas (30oC)
Pereira et al.
20
40
60
80
100
Lote 1 Lote 2
60
Tratamentos
Não condic. (test)
PEG 6000 – 1.0 MPa / 4 dias
PEG 6000 – 1.0 MPa / 8 dias
PEG 6000 – 1.2 MPa / 4 dias
PEG 6000 – 1.2 MPa / 8 dias
Efeitos da temperatura na germinação de sementes de tomate e de alho poró
Corbineau e Come
TOMATE ALHO PORÓ
CONDICIONADAS
25
50
75
100
25
50
75
100
10 3020 10 3020
G
er
m
in
aç
ão
 (%
)
G
er
m
in
aç
ão
 (%
)
61
12
200
800
1000
1200
3520
Temperatura (oC)
600
400
C
2H
4
(µ
l/g
) 4 dias
8 dias
12 dias
Produção de etileno em sementes de cenoura colocadas para germinar a 20oC e 
35oC após diferentes períodos de osmocondicionamento (Nascimento et al.) 
62
não condicionadas Comprimento da raiz 
primária (cm)
Germinação (%)Tratamentos
2,028Testemunha
5,691Pré-embebição em água (24 h)
5,982Imersão em ácido giberélico (100 ppm)
1,583Ciclos hidratação/secagem
Efeitos do pré-tratamento de sementes de arroz sobre a germinação e comprimento 
da raiz primária em substrato salino (Aguiar)
66
AlfafaAzevém Perene
Tratamentos
5 cm
3 
cm
1 
cm
5 cm3 cm1 cm
445766426570Testemunha
547484668896
Embebição 24 horas + 
Secagem
496973628592
Embebição 36 h + 
Secagem
Efeitos da hidratação/secagem e da profundidade de semeadura sobre a
emergência (%) de plântulas de azevém perene e alfafa
(A-As-Saqui e Corletto)
67
- Desempenho sob deficiência hídrica
- Microrganismos: 
pode haver acréscimo ou redução da incidência
- Crescimento de raízes e de parte aérea
70
EFEITOS DO CONDICIONAMENTO FISIOLÓGICO
ALTERAÇÕES FISIOLÓGICAS
13
INCOTEC
Condicionamento tomate
71
- Sincronização da germinação
- Redução de injúrias durante a embebição
- Transplante: uniformidade de estande, economia de sementes,
taxa de repicagem, rotatividade de espaço
- Superação da dormência
72
EFEITOS DO CONDICIONAMENTO FISIOLÓGICO
ALTERAÇÕES FISIOLÓGICAS
INCOTEC 74
CONSIDERAÇÕES GERAIS
- Respostas mais favoráveis em sementes menores
- Nessas espécies, maior potencial para uso em escala comercial: valor de 
mercado, tecnologia de produção, manejo de menor quantidade de 
sementes
- Benefícios geralmente atribuídos à reorganização do sistema de
membranas
- A questão dos espaços livres no interior das sementes
75
EFEITOS DO CONDICIONAMENTO FISIOLÓGICO
14
Antes do condicionamento Após o condicionamento
Raio X - sementes de tomate
76
FATORES QUE AFETAM OS RESULTADOS
Genótipo
Velocidade de hidratação: injúrias x reparo
Temperatura: ação dos mecanismos de reparo
Materiais e procedimentos utilizados para o condicionamento
Potencial fisiológico das sementes: grau de deterioração
78
CUIDADO COM O PROCEDIMENTO ADOTADO
79
PERÍODO DE EMBEBIÇÃO
TEOR DE ÁGUA DAS SEMENTES
BASE
Teores de água e respectivos períodos de embebição, de seis lotes de sementes 
de cebola, no início da emissão da raiz primária (Caseiro).
Embebição (h)Teor de água (%)Germin. Inicial (%)Lotes
2446,3871
2645,3872
3047,5913
6048,3414
4847,4795
2444,3876
80
15
Lote CLote BLote ATratam.
Tempo 
médiofinalinicial
Tempo 
médiofinalinicial
Tempo 
médiofinalinicial
16,5 h32,07,116,1 h32,27,316 h32,57,2- 0,1MPa
20:00 h31,87,119:42 h31,67,317:25 h32,07,2- 0,2MPa
7,17,37,2Testem.
Teores de água de lotes de sementes de pepino antes (inicial) e após (final) o
osmocondicionamento em papel embebido em soluções de PEG (- 0,1 MPa e - 0,2 MPa)
e tempo médio (T médio) para as sementes atingirem o teor de água desejado
(Lima e Marcos-Filho) 81
FATORES QUE AFETAM OS RESULTADOS
- Secagem pós-tratamento
Efeitos controvertidos
Reversão de efeitos? Danos durante a embebição ?
83
20
40
80
100
10 50403020
60
60
G
er
m
in
aç
ão
 (%
)
Embebição (horas)
condicionadas
testemunha
condicionadas e secadas
Garcia et al.: milho, condicionamento osmótico + secagem
85
Condutividade elétrica (μmho/cm/g)
Tratamentos Após Secagem
Após 
Condicionamento
Lote 2Lote 1Lote 2Lote 1
------77,380,5Testemunha
61,168,444,446,9Hidratação 12 h
66,970,641,041,8Hidratação 18 h
64,859,141,243,0Hidratação 24 h
54,764,333,437,8PEG (- 8 atm)
60,562,532,535,6PEG (- 6 atm)
Vigor (condutividade elétrica) de sementes de soja submetidas ao condicionamento
fisiológico com polietileno glicol 6000 e secagem pós-tratamento
(Vasquez e Marcos-Filho) 86
16
FATORES QUE AFETAM OS RESULTADOS
Armazenamento pós tratamento e secagem
Sementes 
não foram armazenadas
sob condições ideais
Sementes 
armazenadas
sob condições ideais
93
Emergência de plântulas
(%)
Velocidade de germinação
(índice)Trat.Lotes
Médias64206420
899085938812,42 Bc13,54 Bb12,72 Bbc14,68 BaTCL
4
919388929214,81 Ab15,26 Ab14,40 Ab17,13 AaCCL
898988928813,06 Bb14,05 Ba12,44 Bb14,68 BaTCC
909580929214,19 Ab14,04 Bb14,27 Ab17,13 AaCCC
948995959613,61 Bb14,73 ABab14,06 ABb15,90 BaTCL
5
959894949615,08 Ab15,52 Ab14,21 Ab15,29 BaCCL
929188939614,82 Aa14,10 Bab13,32 Bb19,14 AaTCC
969796969615,24 Ab15,40 Ab15,07 Ab15,29 BaCCC
Velocidade de germinação, emergência de plântulas em três lotes de sementes de couve-flor
submetidos ao condicionamento e secagem (C), testemunha (T), armazenados em condições de
laboratório (CL) ou em condições controladas (CC), avaliados com 0, 2, 4 e 6 meses de
armazenamento (Kikuti e Marcos-Filho)
94
Velocidade de 
emerg. (índice) 
Emergência (%)
Velocidade de 
germ. (índice)
Germinação final 
(%)
Período
(meses)
CondTestCondTestCondTestCondTest
LOTE 1
22,5 Ca21,7 Ba98 Aa99 Aa35,5 Aa32,2 Ab99 Aa98 Aa0
27,9 Ba25,6 Ab99 Aa100 Aa32,8 Ba31,6 Aa98 Aa96 Aa2
31,9 Aa26,9 Ab100 Aa100 Aa32,9 Ba31,4 Ab99 Aa95 Ab4
22,7 Ca15,6 Cb97 Aa86 Bb31,7 Ba28,9 Bb96 Aa97 Aa6
LOTE 2
24,1 Ba22,8 Ba100 Aa100 Aa38,0 Aa33,1 Ab100 Aa100 Aa0
31,4 Aa25,5 Ab100 Aa100 Aa32,6 Ba32,8 Aa93 Bb100 Aa2
31,7 Aa26,9 Ab99 Aa97 Aa32,6 Ba33,3 Aa98 Aa100 Aa4
24,7 Ba15,6 Cb100 Aa85 Bb33,2 Ba31,4 Bb100 Aa97 Aa6
Valores médios de germinação e vigor (índice de velocidade de germinação, emergência de
plântulas, índice de velocidade de emergência) de 3 lotes de sementes de pepino submetidas
(cond) ou não (test) ao condicionamento fisiológico, durante 6 meses de armazenamento (0, 2, 4
e 6) em ambiente normal (Lima e Marcos-Filho). 97
CONDICIONAMENTO BIOLÓGICO
Hidratação de sementes e cobertura com fungos ou bactérias,
numa única operação
Trichoderma, Gliocadium, Enterobacter, Bacillus, Pseudomonas
Mais de 20 gênerosde fungos
Pode ser combinado com outros procedimentos para o
condicionamento fisiológico, incluindo biorreguladores
100
17
Emergência de plântulas (%)
Tratamentos
Total7 dias5 dias3 dias
78114324Testemunha
744565Osmocondicionamento
746662Biocondicionamento
Emergência de plântulas de tomate produzidas de sementes submetidas a
condicionamentos osmótico e biológico (Warren e Bennett)
101